Авторефераты по всем темам  >>  Авторефераты по биологии

Морфология органов иммуногенеза нерпы байкальской и экспериментальная оценка эффективности ее липидов при разных патологиях

Автореферат докторской диссертации по биологии

СКАЧАТЬ ОРИГИНАЛ ДОКУМЕНТА

Страницы: | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |

 

Состояние и закономерности развития лимфоидной ткани пищеварительной системы у нерп в значительной мере могут являться показателями особенностей питания и воздействия изменений среды обитания.

Исследованиями особенностей строения и развития лимфоидной ткани, ассоциированной со стенками тонкого кишечника, у байкальских нерп установлено, что имфоидные бляшки располагаются по всей длине тонкой кишки, но большее их количество находится в подвздошной кишке. Групповые лимфоидные узелки у этих животных встречаются также и в начальном отделе толстого кишечника (по 2-3), что отличает их от других млекопитающих. Как показали наши наблюдения, у нерп в тонкой кишке в разные возрастные периоды выявлено различное количество лимфоидных бляшек. Колебания в количестве лимфоидных бляшек в течение жизни байкальской нерпы совпадают с таковыми у человека. Как и у людей, лимфоидные бляшки у нерпы начинают формироваться еще на стадии внутриутробного развития. Их количество в этом периоде, как и в старческом возрасте, наименьшее, по сравнению с другими периодами жизни.

Макроскопически бляшки байкальской нерпы со стороны просвета кишки слабо возвышаются над уровнем слизистой оболочки и имеют гладкую поверхность в отличие от человека и грызунов. Специфичность микротопографии лимфоидных бляшек подвздошной кишки нерпы проявляется в том, что все лимфоидные узелки имеют широкие центры размножения, вокруг которых отсутствует типичная мантийная зона. Отличительным признаком в морфологии лимфоидных бляшек у байкальских нерп, является развитие плотного соединительнотканного каркаса вокруг лимфоидных узелков, развитие которого, по мнению некоторых авторов, объясняется особенностями влияния температурного режима на их организм, в частности, холодных вод (Кондратьева И.А., 2001; 2002). Нами отмечено также слабое развитие межузелковой зоны в лимфоидных бляшках у молодых животных и появление типичной обширной межузелковой зоны только у взрослых нерп. Увеличение площади межузелковой зоны у половозрелых нерп свидетельствует, видимо, о развитии с возрастом Т-зависимой зоны, зоны локализации лимфоцитов, участвующих в регуляции клеточного иммунитета (Петров Р.В., 1976). Выявленные возрастные изменения в микротопографии лимфоидных бляшек у нерп соответствуют возрастным изменениям иммунных органов у некоторых экспериментальных животных (крыс, мышей, кролика) и человека (Сапин М.Р., 1987; Григоренко Д.Е., 2004).

имфоидная ткань в слизистой оболочке стенок прямой кишки нерпы различных возрастов, как и у других млекопитающих, представлена как одиночными лимфоидными узелками, находящимися в собственной пластинке, так и групповыми образованиями, расположенными в 2-3 слоя в подслизистой основе слизистой оболочки кишки и заходящими в собственную пластинку органа. Особенностью слизистой оболочки прямой кишки нерп является присутствие в ней огромного количества глубоко расположенных крипт, среди которых встречаются ветвящиеся формы. В отличие от крипт прямой кишки человека, у нерпы крипты имеют разный диаметр, пронизывают скопления лимфоидной ткани и выстланы столбчатым (цилиндрическим) реснитчатым эпителием. В просвете крипт постоянно обнаруживаются конгломераты, состоящие из лимфоцитов и десквамированного эпителия.

В онтогенезе лимфоидная ткань прямой кишки нерпы претерпевает характерные для млекопитающих возрастные изменения, которые сводятся к разрастанию соединительной ткани и началу постепенного склерозирования лимфоидных узелков, что ведет к ослаблению функции клеточного воспроизводства. Деструктивные процессы в лимфоидных узелках (за исключением центральной зоны) с возрастом становятся менее выраженными, а в собственной пластинке слизистой оболочки сохраняются на прежнем уровне.

Таким образом, несмотря на эндемический характер байкальской фауны вообще, и нерпы в частности, проведенные исследования показали схожую закономерность структурной организации лимфоидных органов, присущую для человека и млекопитающих. В то же время выявлено, что морфологические и микроанатомические характеристики исследуемых органов байкальской нерпы имеют некоторые отличительные особенности. Видоспецифические признаки конструкции органов иммунопоэза и лимфоидных структур у нерпы объясняются, по-видимому, особыми условиями существования животного, к которым относятся постоянное воздействие низких температур и длительное пребывание организма глубоко под водой.

Выявленные возрастные изменения в строении органов лимфопоэза нерпы отвечают общим для всех млекопитающих закономерностям онтогенетического развития иммунной системы. Анализ возрастных изменений структуры и клеточного состава органов иммунной системы показал, что с возрастом у животных превалирует функция гуморального иммунитета, о чем свидетельствует наличие большого количества крупных, хорошо развитых лимфоидных узелков с центрами размножения во всех исследованных органах, а также резкое усиление плазматической реакции. Уменьшение площади, занимаемой паренхимой тимуса, периартериальными лимфоидными муфтами в селезенке и паракортикальной зоной в лимфатических узлах, характеризует снижение клеточного иммунитета нерп с увеличением их возраста.

3.2. Влияние биогенных экологических факторов

на морфофункциональное состояние лимфоидных органов

байкальской нерпы

Известно, что развитие патогенной микрофлоры и заселение различных органов паразитами у млекопитающих приводит к изменению иммунного статуса животных (Соколова О.В., Денисенко Т.Е., 2004), которое выражается в структурной перестройке органов иммунной системы.

Были отобраны пробы брыжеечных лимфатических узлов от особей байкальской нерпы в возрасте до 1 года, в содержимом кишечника которых были обнаружены микроорганизмы-сапрофиты, являющиеся патогенными для белых мышей. Исследованные микроорганизмы относятся к грамотрицательным стафилококкам (Хандажапова Б.Б., 2005). Было отмечено, что у особей байкальской нерпы, в кишечнике которых присутствовали данные микроорганизмы, в брыжеечных лимфатических узлах происходило увеличение деструктивных изменений, усиление пролиферативных процессов с одновременным разрастанием соединительнотканных элементов и повышением антителообразующей активности.

По данным исследований сотрудников Лаборатории паразитологии ИОЭБ СО РАН, одним из распространенных паразитических гельминтов, поражающих позвоночных гидробионтов Байкала, является нематода Contracaecumosculatumbaikalensis. Заселение прямой кишки нерпы нематодами приводило к нарушению целостности слизистой оболочки органа. В местах нахождения паразита, в первую очередь, поражался эпителий. Эпителиальные клетки набухали, вакуолизировались и вследствие нарастания дистрофических процессов подвергались распаду и вместе с подлежащей тканью отслаивались, попадая в просвет органа. В этом месте оставался логоленный участок ткани в виде микроэрозии, покрытой толстым слоем слизи. В области дна крипт клетки эпителия растягивались настолько, что образовывали синцитий, который местами прерывался, и окружающая лимфоидная ткань оказывалась открытой для непосредственного контакта с внешней средой. В области эрозий, расположенных на поверхности слизистой оболочки кишки и в криптах, наблюдался более активный выход лимфоцитов в просвет кишки.

Инвазия нематодами в прямой кишке нерпы приводила к существенной перестройке соотношений клеток разных популяций. В лимфоидных узелках происходило уплотнение в распределении клеток на стандартной площади гистологического среза за счет увеличения числа малых лимфоцитов и стромальных клеток. В центральных зонах узелков отмечалась слабая тенденция к активизации митотической активности клеток лимфоидного ряда. При мало меняющихся процессах разрушения клеток в составе всего узелка в нем отмечалось незначительное ослабление макрофагальной активности. В то же время отличительной особенностью собственной пластинки слизистой оболочки явилось значительное увеличение содержания макрофагов и практически удвоение количества эозинофилов, что осуществлялось на фоне снижения числа плазмоцитов и малых лимфоцитов. Плотность в распределении клеток в собственной пластинке слизистой оболочки уменьшалась. Все эти процессы являются отражением реакции организма животного на органические изменения в стенке кишки и токсическое воздействие паразита на морфологическом уровне.

Полученные данные свидетельствовали о напряженности иммунной системы обследуемых особей. Однако данная напряженность является результатом нормального функционирования иммунной системы организма животных как ответ на предъявленные условия.

Таким образом, состояние иммунной системы байкальской нерпы, ответственной за адаптацию животного к изменяющимся внешним факторам и являющейся интегральным индикатором состояния всего организма Pusasibirica, может быть использовано в системе биомониторинга Байкала, поскольку нерпа находится на вершине пищевой цепи экосистемы озера и является основным кумулятором экотоксикантов и объектом воздействия биогенных экологических факторов.

Результаты исследования морфофункциональных особенностей индивидуального развития и факторов, влияющих на защитные силы организма байкальской нерпы, легли в основу разработки научно-методических рекомендаций рационального использования вторичного липидного сырья, остающегося после добычи животного. С целью эффективной доставки биологически активных липидов нерпы в организм были разработаны способы получения липосомальных средств на их основе.

3.3. Биологическая активность липосом

на основе вторичных липидов нерпы

Основной проблемой эффективного использования биологически активных липидов нерпы является разработка способов целенаправленной доставки их в органы- и клетки-мишени. Наличие тропности и других свойств у липосомальных форм биологически активных веществ и лекарственных препаратов дает ряд преимуществ по сравнению с применением их в интактном виде, что изучено многими учеными. Таким путем может быть обеспечена не только доставка полезных для организма липидов, из которых состоит липосомальная мембрана, но и других веществ, транспортируемых липосомами.

Свойства липосом как искусственных липидных мембранообразующих конструкций уникальны. Фосфолипиды мембраны липосом не токсичны, после введения в организм вступают в обменные процессы и не накапливаются в организме. Следует отметить, что существующие методы получения липосом позволяют легко заключать в фосфолипидные везикулы как гидрофильные, так и липофильные лекарственные препараты и биологически активные вещества. Модифицируя модельные липидные мембраны фосфолипидами, содержащими полиеновые жирные кислоты, можно добиться увеличения их биологической ценности и, тем самым, повышения эффективности липосомальной технологии (Грегориадис Г., 1983).

Жир байкальской нерпы как типичный представитель морского жира имеет триглицеридную структуру с высокой степенью ненасыщенности кислотных цепей, что обуславливает его высокую биологическую активность. Исследования химического состава жира нерпы, проведенные совместно с сотрудниками БИП СО РАН и учеными Норвегии и Финляндии, выявили 60 жирных кислот, из которых на долю полиненасыщенных приходится 22-23% (в том числе наиболее важных - эйкозапентаеновой - 2.65%, - докозагексаеновой - 6.28%). Следует отметить, что соотношение жирных кислот семейства ?-6/?-3 в жире нерпы составляет 0.77:1.

Нами был разработан способ получения липосомальных структур с добавлением в качестве функционального ингредиента жира байкальской нерпы. На способ получения липосом был получен Патент РФ на изобретение (№ 2153328). В качестве мембранообразующего компонента в липосомах первоначально были использованы фосфолипиды яичного желтка.

Создание и разработка оптимальных технологий липосомальных средств требует следования многим требованиям по стандартизации и контролю их качества, в том числе определению размера частиц и оценке безопасности разрабатываемых средств.

Средний размер частиц в полученных липосомальных суспензиях, вычисленный теоретически методом спектротурбидиметрии, составил 100.5 нм. Расчетные данные были подтверждены электронной микроскопией (рис. 6).

 

а

 

Рис. 6. Электронная микрофотография суспензии с липосомами (а ).

Увел. х15000.

Как известно, жиры рыб и морских млекопитающих очень нестойки при хранении в силу окислительных процессов, происходящих в жирных кислотах. Поэтому при разработке и хранении липидных препаратов важно учитывать сохранность жиров. Одним из показателей окислительной порчи является определение конечного продукта свободнорадикального окисления - малонового диальдегида (МДА). Применение антиоксиданта ?-токоферола ацетата в концентрации 1% в липосомах продлевало срок их хранения до 6-ти месяцев, о чем свидетельствовало то, что интенсивное накопление МДА в липосомах наблюдалось, начиная только с этого срока.

Липосомальное средство исследовали на санитарно-микробиолоические показатели безопасности и качества по требованиям, предъявляемым к пищевым продуктам на основе переработки животного сырья в соответствии с СанПиН 2.3.2.1078-01. Данные бактериологического анализа липосомального средства при получении и хранении при T=420C в течение 1, 3 и 6 месяцев хранения со дня изготовления показали, что рост числа тестируемых микроорганизмов в исследуемых образцах не превышал нормативных показателей.

Таким образом, нами установлено, что полученные липосомы можно отнести к бионанокапсулам, безопасным по микробиологическим показателям.

3.3.1. Биологическая активность липосом с жиром нерпы

Наличие в составе жира нерпы ?-3 и ?-6 ПНЖК в оптимальном для организма соотношении предполагает наличие у липосом на его основе высокой биологической ценности.

В экспериментах на лабораторных животных была установлена выраженная иммунобиологическая активность липосом на основе жира нерпы в отношении макрофагального, клеточного и гуморального звеньев иммунного ответа на фоне азатиоприновой иммуносупрессии. Это проявлялось в достоверном увеличении показателей активности перитонеальных макрофагов и интенсивности фагоцитоза в отношении Staphylococcusaureus, а также повышении антигенпредставляющей и Fc-розеткообразующей активности (РОА) перитонеальных макрофагов; в увеличении показателя индекса реакции Трансплантат против хозяина (РТПХ); и, повышении антителообразующей активности (АОА) спленоцитов мышей (рис. 7).

Гистоморфологическими исследованиями показано, что иммунокорригирующее действие липосом характеризовалось восстановлением морфологических структур в собственной пластинке слизистой оболочки и в лимфоидных образованиях в стенках слепой кишки мышей на фоне иммунной супрессии, вызванной азатиоприном.

Рис. 7. Влияние липосом на основе жира нерпы на показатели различных звеньев иммунитета экспериментальных мышей

Известно, что любое повреждение тканей независимо от причины, вызвавшей его, сопровождается воспалительным процессом. В физиологических условиях воспалительная реакция является неотъемлемой частью защитных свойств организма и носит адаптивный характер (Тринус Ф.П., 1975).

СКАЧАТЬ ОРИГИНАЛ ДОКУМЕНТА

Страницы: | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |

     Авторефераты по всем темам  >>  Авторефераты по биологии